DE2450330A1

DE2450330A1 - DOUBLE HYDRAULIC ACTUATOR

Info

Publication number: DE2450330A1
Application number: DE19742450330
Authority: DE
Inventors: Alois Ing Grad Krause
Original assignee: Messerschmitt Bolkow Blohm AG
Current assignee: Airbus Defence and Space GmbH
Priority date: 1974-10-23
Filing date: 1974-10-23
Publication date: 1976-05-06
Also published as: DE2450330B2; DE2450330C3; GB1497594A; FR2288894B1; FR2288894A1; IT1043405B

Description

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, 14. Oktober 19Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, October 14, 19

Gesellschaft mit BT 012 Hb/thSociety with BT 012 Hb / th

beschränkter Haftung, 7756
Münchenlimited liability, 7756
Munich

Doppelhydraul iseher StellantriebDouble hydraulic actuator

Die Erfindung betrifft einen doppelhydraulischen Stellantrieb mit zumindest zwei mechanisch gekoppelten Servomotoren, bei denen die Kolbenstangen der Steuerventile, welchen eina Urnochalteinriehtung zugeordnet ist, bzw, den Kolbenstangen Steuersignale vermittelnde GliederThe invention relates to a double hydraulic actuator with at least two mechanically coupled servomotors, in which the piston rods of the control valves, to which a Urnochalteinriehtung is assigned, or members transmitting control signals to the piston rods

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auch mechanisch gekoppelt sind, wobei die Umschalteinrichtung wahlweise entweder den einen oder den anderen Servomotor hydraulisch aktiv schaltet.are also mechanically coupled, the switching device optionally either one or the other servomotor hydraulically active.

Bei einem derartigen bekannten Stellantrieb (DT-P S 2 108 545), bei dem also jeweils von zwei Servomotoren nur einer auf einen gemeinsamen Ausgang arbeitet und der andere währenddessen in Bereitschaft (stand-by) drucklos mitläuft, ist zwischen jeder Steuerventil-Kolbenstange und dem ihr Steuersignale vermittelnden Glied eine kraftschlüssige, die Steuerkräfte begrenzende Verbindung vorgesehen. Diese gestattet bei Blockierung des betreffenden Steuerventil-Kolbenschiebers ein sogenanntes "Überdrucken" desselben, d. h. der zweite störungsfreie Steuerventil-Kolbenschieber (des zweiten Servomotors) ist dann immer noch mittels des zugeordneten Steuersignale vermittelnden Gliedes verschiebbar. Vorzugsweise steht die Umschalteinrichtung mit derjenigen kraftschlüssigen Verbindung in Wirkungseingriff, welche sich zwischen der Steuerventil-Kolbenstange des als Hauptantrieb dienenden (ersten) Servomotors und dem dieser Kolbenstange Steuersignale vermittelnden Glied befindet, so daß eine Blockierung des Kolbenschiebers beim Steuerventil des ersten Servomotors ein automatisches Umschalten auf den zweiten störungsfreien Servomotor bzw. dessen Steuerventil bewirkt .In such a known actuator (DT-P S 2 108 545), that is, in each of which two servomotors only one is working on a common output and the other is on standby without pressure runs, there is a non-positive, the control forces limiting connection provided. This allows when the relevant Control valve spool a so-called "overpressure" of the same, d. H. the second trouble-free spool valve spool (of the second servomotor) is then still mediating by means of the assigned control signals Slidable link. The switching device is preferably connected to that non-positive connection in operative engagement, which is located between the control valve piston rod of the (first) servomotor serving as the main drive and the control signals of this piston rod mediating member is located, so that a blockage of the spool at the control valve of the first servomotor causes an automatic switchover to the second fault-free servomotor or its control valve .

Bei diesem doppelhydraulischen Stellantrieb sind die Steuersignole vermittelnden Glieder beispielsweise Hebel, die über eine daran angelenkte Stange miteinander gekoppeltWith this double hydraulic actuator, the control signals are mediating links, for example levers, which are coupled to one another via a rod articulated thereon

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und an der Arbeitskolbenstange des jeweils zugeordneten Servomotors schwenkbar angelenkt sind. Hierbei gestattet die kraftschlüssige, die Steuerkräfte begrenzende Verbindung zwischen jedem Hebel und der zugehörigen Steuerventil-Kolbenstange ein weiteres Verschwenken des Hebels, wenn der Kolbenschieber des betreffenden Steuerventils blockiert. Demzufolge hat ein blockierter Steuerventil-Kolbenschieber keine Blockierung des gesamten Steuergestänges zur Folge, Es sind nur - die normalen Steuerkräfte überschreitende - Steuerkräfte für das weitere Verschwenken der Hebel bzw. das "Überdrücken" des blockierten Steuerventil-Kolbenschiebers aufzubringen. Ein "Überdrucken" infolge einer Überlastung der kraftschlüssigen Verbindung wird jedoch auch dann auftreten können, wenn diese im drucklosen Zustand des Stellantriebes durch Verstellen des Steuergestänges bzw. Verschwenken der Hebel belastet wird, beispielsweise bei Wartungsarbeiten an dem am Stellantrieb angeschlossenen System. In diesem Fall werden oft direkt über das Steuergestänge bzw. die Hebel die Arbeitskolbenstangen des Stellantriebes bewegt, um bei dem angeschlossenen System eine Steuerung zu bewirken. Hierzu sind zwangsläufig Steuerkräfte aufzubringen, welche die normalen Steuerkräfte bei hydraulisch aktivem Stellantrieb beträchtlich überschreiten. Die Folge ist eine unerwünscht häufige Beanspruchung und damit ein Verschleiß der kraftschlüssigen Verbindungen, wobei Beschädigungen nicht auszuschließen sind. Letzteres gilt insbesondere für mit den kraftschlüssigen Verbindungen unmittelbar in Wirkungseingriff stehende Organe, wieand are pivotably articulated on the working piston rod of the respectively assigned servo motor. Permitted here the non-positive connection, which limits the control forces, between each lever and the associated control valve piston rod another pivoting of the lever when the piston slide of the control valve in question blocked. As a result, a blocked control valve spool does not block the entire control linkage As a result, there are only - the normal control forces exceeding - control forces for further pivoting to apply the lever or the "overpressure" of the blocked control valve spool. An "overprint" however, as a result of overloading the frictional connection will also occur when this in the unpressurized state of the actuator by adjusting the control linkage or pivoting the Lever is loaded, for example during maintenance work on the system connected to the actuator. In In this case, the working piston rods of the actuator are often moved directly via the control linkage or the lever, to control the connected system. To this end, control forces must necessarily be applied, which considerably exceed the normal control forces with a hydraulically active actuator. The consequence is an undesirably frequent stress and thus a wear and tear of the frictional connections, with damage cannot be ruled out. The latter applies in particular to the non-positive connections organs directly involved, such as

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Kiikroschalter und dergleichen. Außerdem besteht auch ein Problem in der Kontrolle der "Überdrückbarkeit" der Kolbenschieber bei drucklosem Stellantrieb. Wenn ein solches "Überdrücken" versehentlich nicht rückgängig gemacht wird, kann es im Betrieb zu schwerwiegenden Folgen kommen.Micro switches and the like. There is also a Problem in checking the "overpressibility" of the piston valve when the actuator is depressurized. If such a "Overpressure" is accidentally not undone, serious consequences can occur during operation.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, bei einem Stellantrieb der eingangs genannten Art hinsichtlich der Blockierung eines Steuerventils bzw. seines Kolbenschiebers ohne kraftschlüssige, die Steuerkräfte begrenzende Verbindungen zwischen den Steuerventil-Kolbenstangen und den ihnen Steuersignale vermittelnden Gliedern auszukommen. The invention is based on the object in an actuator of the type mentioned with regard to the Blocking of a control valve or its piston spool without non-positive locking that limits the control forces Connections between the control valve piston rods and the links conveying them control signals get along.

Diese Aufgabe ist gemäß dem Kennzeichen des Patentanspruchs 1 gelöst.This object is achieved according to the characterizing part of claim 1.

Bei dem Stellantrieb gemäß der Erfindung sind somit die kraftschlüssigen Verbindungen, welche jeweils ein "Überdrücken" eines blockierten Kolbenschiebers gestatten, in das betreffende Steuerventil in der Weise integriert, daß nur bei einer Blockierung des Kolbenschiebers die zugehörige kraftschlüssige Verbindung als eine die Steuerkräfte, begrenzende Verbindung zur Wirkung kommt. Nur bei Blockierung wird der innere Steuerschieber gegenüber dem äußeren Kolbenschieber verschoben. In allen übrigen Fällen einer Krafteinwirkung an der Steuerventil-Kolbenstange wird der äußere Kolbenschieber, über den inneren Steuerschieber, gegenüber der Steuerhülse verschoben, d. h. die kraftschlüssige Verbindung muß ausschließlich ihre Verbindungsfunktion zwischen beiden erfüllen und kann dabei in keiner V/eise überlastet werden.In the actuator according to the invention are thus the frictional connections, which each have an "overpressure" allow a blocked piston valve to be integrated into the relevant control valve in such a way that that only when the piston valve is blocked does the associated non-positive connection act as one of the control forces, limiting connection comes into effect. Only when blocked is the inner control slide opposite the outer piston valve moved. In all other cases of force acting on the control valve piston rod the outer piston slide, via the inner control slide, is displaced relative to the control sleeve, d. H. the a force-fit connection must only have a connection function between the two and cannot be overloaded in any way.

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Ein weiterer wesentlicher Vorteil des Stellantriebes gemäß der Erfindung ist darin zu sehen, daß dieser gegenüber dem bekannten Stellantrieb hinsichtlich der Erhaltung der Funktionsfähigkeit bei Blockierung eines Steuerventils nur noch" zwei Absperrorgane benötigt und somit nicht nur weniger Aufwand erfordert, sondern auch noch weniger störanfällig sein wird: Wenn beispielsweise die Umschalteinrichtung wie bei dem bekannten Stellantrieb im wesentlichen aus einem Schaltelement in Form eines Differentialzylinders besteht, der auf der Kolbenseite vom Versorgungsdruck des ersten Servomotors und auf der Kolbenstangenseite (Ringraum) vom Versorgungsdruck des zweiten Servomotors beaufschlagt ist, wird man zwar auch vorsehen, daß die Kolbenstange des Differentialzylinders mit einem je nach Kolbenstellung die Druckmittelzuleitung zum zweiten Servomotor unterbindenden oder freigebenden Absperrorgan in Wirkungseingriff steht, welches mit einem die Druckmittelzuleitung zum ersten Servomotor freigebenden bzw. unterbindenden zweiten Absperrorgan gekoppelt ist. Jedoch kann die Druckmittelzuleitung zur Kolbenseite des Differentialzylinders unmittelbar aus einer dem Steuerventil des ersten Servomotors zugeordneten Versorgungsleitung erfolgen. ,Diese Maßnahme erfordert lediglich, daß, bei Verschiebung des inneren Steuerschiebers gegenüber dem äußeren Kolbenschieber, im Steuerventil des ersten Servomotors zwischen einem DruckmLttelzulauf und -rücklauf ein Du c chi-aß von solchem Querschnitt herstellbar ist, welcher eine Druckmittelableitung aus dem Steuerventil im Sinne zumindest eines Versorgungsdruckabfalles im SteuerventilAnother major advantage of the actuator according to the invention is the fact that this opposite the known actuator with regard to maintaining the functionality when a control valve is blocked only "two shut-off devices are required and thus not only requires less effort, but also less failure-prone will be: If, for example, the switching device as in the known actuator essentially from a switching element in the form of a differential cylinder consists, on the piston side of the supply pressure of the first servo motor and on the piston rod side (Annular space) is acted upon by the supply pressure of the second servomotor, one will also provide that the piston rod of the differential cylinder with a depending on the piston position, the pressure medium supply line to the second servomotor blocking or releasing shut-off element is in operative engagement, which with a releasing the pressure medium supply line to the first servomotor or preventing second shut-off device is coupled. However, the pressure medium supply line to the piston side of the Differential cylinder directly from one of the control valve of the first servomotor associated supply line take place. , This measure only requires that, when the inner control slide is displaced in relation to the outer piston slide, in the control valve of the first servomotor between a pressure medium supply and return a Du c chi-aß of such a cross-section can be produced, which a pressure medium discharge from the control valve in the sense of at least a supply pressure drop in the control valve

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sowie auf der Kolbenseite des Differentialzylinders bewirkt. Hieraus folgt dann eine automatische Umschaltung auf den zweiten Servomotor, also dessen hydraulische Aktivierung. Diesbezüglich ist dagegen bei dem bekannten Stellantrieb zwischen der Kolbenseite des Differentialzylinders und der den ersten Servomotor versorgenden Druckquelle ein gesondertes Absperrorgan notwendig, um'bei einem Blockieren des Steuerventils einen Versorgungsdruckabfall auf der Kolbenseite des Differentialzylinders zu bewirken.as well as on the piston side of the differential cylinder. This then results in an automatic switchover to the second servomotor, i.e. its hydraulic one Activation. In this regard, however, in the known actuator between the piston side of the differential cylinder and the pressure source supplying the first servomotor, a separate shut-off device is necessary to prevent a Blocking the control valve from a supply pressure drop to effect on the piston side of the differential cylinder.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung und in den Unteransprüchen gekennzeichneter Weiterbildungen wird nachfolgend anhand der Zeichnung näher erläutert. Die Zeichnung zeigt inAn exemplary embodiment of the invention and further developments characterized in the subclaims are given below explained in more detail with reference to the drawing. The drawing shows in

Fig. 1 schematisch eine Steuerung, bei der zur Übertragung von Steuersignalen zu einem doppelhydraulischen Stellantrieb ein Steuergestänge vorgesehen ist,Fig. 1 schematically shows a control in which the transmission of control signals to a double hydraulic Actuator a control linkage is provided,

Fig* 2 in einer perspektivischen Ansicht Einzelheiten der Verbindung zwischen einer Steuerventil-Kolbenstange und einem Glied des Steuergestänges nach Fig. 1, teilweise aufgebrochen,Fig. 2 shows details in a perspective view the connection between a control valve piston rod and a link of the control linkage according to Fig. 1, partially broken away,

Fj.q, 3 ein Steuerventil in Ruhestellung, wobei dessen Kolbenschieber nur teilweise geschnitten dargestellt und somit der darin befindliche Abschnitt eines Steuerschiebers nur teilweise ersichtlich i st,Fig. 3 shows a control valve in the rest position, its Piston slide shown only partially in section and thus the section located therein of a control spool is only partially visible,

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Fig. 4 das Steuerventil gemäß Fig. 3 mit dem Kolbenschieber in einer Arbeitsstellung und mit dem Steuerschieber in einer sogenannten Überdrückstellung, 4 shows the control valve according to FIG. 3 with the piston slide in a working position and with the control slide in a so-called overpressure position,

Fig. 5 ein weiteres Steuerventil, das sich vom Steuerventil gemäß Fig. 3 nur durch die Form des inneren Steuerschiebers unterscheidet.FIG. 5 shows a further control valve which differs from the control valve according to FIG. 3 only by the shape of the inner Control slide differs.

Eine Steuerfläche 1, z. B. ein Höhenruder eines Luftfahrzeuges, ist gemäß Fig. 1 durch zwei mechanisch gekoppelte Servomotoren 2 und 3 verschwenkbar, welche dazu Arbeitszylinder mit durchgehenden Arbeitskolbenstangen 4 bzw. 5 aufweisen. Diese sind durch eine Kupplung 6, beispielsweise eine übliche Schubstangenkupplung, axial starr verbunden. Radial sind die Kolbenstangen 4 und 5 in Grenzen verschiebbar, um Winkelfehler u. dgl. auszugleichen. Bei 'den Servomotoren 2 und 3 handelt es sich um sogenannte "einfache" Stellmotoren gleicher Leistung. Sie arbeiten auf einen gemeinsamen Ausgang, ein mit der Steuerfläche 1 und der Arbeitskolbenstange 4 des - als Hauptantrieb dienenden - Servomotors 2 gekoppeltes Gestänge 7. Hierbei ist jedoch immer nur einer der jeweils an eine eigene Druckquelle 8 bzw. 9 angeschlossenen Servomotoren 2 oder 3 hydraulisch aktiv, während der andere in Bereitschaft (stand-rby) drucklos mitläuft. Somit handelt es sich bei dem Stellantrieb gemäß Fig. 1 nicht um eine sogenannte "echte" Doppelhydraulik. Dies wird später näher erläutert.A control surface 1, e.g. B. an elevator of an aircraft, is pivotable according to FIG. 1 by two mechanically coupled servomotors 2 and 3, which for this purpose work cylinders with continuous working piston rods 4 and 5, respectively. These are through a coupling 6, for example a conventional push rod coupling, axially rigidly connected. The piston rods 4 and 5 are within limits radially can be moved to compensate for angle errors and the like. When 'the servomotors 2 and 3 are so-called "simple" servomotors of the same power. They work on a common output, one with control surface 1 and the working piston rod 4 of the servo motor 2 coupled linkage 7 - serving as the main drive however, there is always only one of the servomotors 2 or 2 connected to its own pressure source 8 or 9 3 hydraulically active, while the other runs on standby without pressure. So it is the actuator according to FIG. 1 is not a so-called "real" double hydraulic system. This will be explained in more detail later.

Die Steuerventile 10 und 11 der Servomotoren 2 bzw. 3 sind ebenfalls mechanisch gekoppelt. Hierzu dient ein Steuerge-The control valves 10 and 11 of the servomotors 2 and 3 are also mechanically coupled. A control unit is used for this

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stange, bei welchem nach Art einer Parallelkurbel zwei jeweils an einer der Arbeitskolbenstangen 4 und 5 angelenkte zweiarmige Hebel 12 bzw. 13 durch eine Stange 14 gelenkig, verbunden sind. Die Stange 14 ist beispielsweise durch einen an ihrem freien Ende 14" einwirkenden (nicht dargestellten) Steuerknüppel verstellbar. Jeder Hebel 12 und 13 ist mit einem Lagerbolzen 15 versehen, der in einem Langloch 15· der zugehörigen Steuerventil-Kolbenstange 16 bzw. 17 bzw. eines Kopplungsteiles 18 derselben beweglich angeordnet ist. Dabei sind die Kopplungsteile 18 durch den zugeordneten Hebel 12 bzw. 13 hindurchgeführt, welcher dazu im Bereich seiner Drehachse einen Durchbruch 19 aufweist; dies ist in Fig. 2 nur für den rechten Hebel 12 dargestellt. Zur Stange 14 sei noch vermerkt, daß sie im Hinblick auf eine leichtere Justierung der durch sie miteinander gekoppelten Hebel 12 und 13 zusätzlich mit üblichen Spannschlössern oder dergleichen ausgerüstet sein kann.rod, in which two each articulated to one of the working piston rods 4 and 5 in the manner of a parallel crank two-armed levers 12 and 13, respectively, are articulated by a rod 14. The rod 14 is for example adjustable by a control stick (not shown) acting at its free end 14 ". Each Lever 12 and 13 is provided with a bearing pin 15 which is inserted in an elongated hole 15 · of the associated control valve piston rod 16 or 17 or a coupling part 18 of the same is movably arranged. Here are the coupling parts 18 passed through the associated lever 12 or 13, which for this purpose in the area of its axis of rotation Has breakthrough 19; this is shown in FIG. 2 only for the right lever 12. For rod 14 it should be noted that that they are additional with a view to easier adjustment of the levers 12 and 13 coupled to one another by them can be equipped with conventional turnbuckles or the like.

Einzelheiten der Verbindungen zur Übertragung von Steuerkräften zwischen den Hebeln 12, 13 und der zugehörigen Steuerventil-Kolbenstange 16 bzw. 17 sind auch in Fig. 2 lediglich für die Steuerventil-Kolbenstange 16 des Haupt-Servomotors 2 dargestellt, da diese Verbindungen bei beiden Servomotoren gleich ausgebildet sind: Der vorgenannte Lagerbolzen 15 ist ein Gelenkbolzen für zwei beidseitig des Kopplungsteiles 18 sich erstreckende Laschen 20, die an ihrem äußeren Ende um einen zweiten, im Kopplungsteil angeordneten Gelenkbolzen 22 schwenkbar sind. Durch eine derartige nur in Achsrichtung der betreffenden Steuer-Details of the connections for the transmission of control forces between the levers 12, 13 and the associated Control valve piston rod 16 and 17 are also shown in FIG. 2 only for the control valve piston rod 16 of the main servo motor 2 because these connections are the same for both servomotors: The aforementioned Bearing pin 15 is a hinge pin for two tabs 20 which extend on both sides of the coupling part 18 and which are attached to its outer end around a second, arranged in the coupling part Hinge pins 22 are pivotable. By such a control only in the axial direction of the relevant control

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ventil-Kolbenstange 16 und 17 starre Verbindung wird die Kolbenstange beim Verschwenken des zugeordneten Hebels 12 bzw. 13 axial verschoben. Jedoch sind weitere Maßnahmen erforderlich, um bei einer Blockierung eines Steuerventils 10 oder 11 bzw. seines Kolbenschiebers eine Blockierung des gesamten Steuergestänges auszuschließen. Zu diesem Zweck ist bei jedem Steuerventil 10 (Fig. 3, 4) und 11 (Fig. 5) ein in einer Steuerhülse 23 axial verschiebbarer Kolbenschieber 24 seinerseits eine Hülse für einen darin axial verschiebbaren (Hilfs-)Steuerschieber 26 bzw. 26', mit dem die Steuerventil-Kolbenstange 16 bzw. 17 gekoppelt ist. Die Kopplung zwischen dem inneren Steuerschieber 26 bzw. 26' und äußeren Kolbenschieber 24 ist durch eine darin angeordnete Schraubenfeder 27 hergestellt, welche sich in beiden Steuerrichtungen einerseits am Steuerschieber und andererseits am Kolbenschieber abstützt. Hierzu ist die Schraubenfeder 27 um einen am Ende des Steuerschiebers 26 bzw, 26" befindlichen Stößel 28 angeordnet und sowohl zwischen - den Stößel begrenzenden - Anschlägen 29 des Steuerschiebers als auch zwischen Anschlägen 30 des äußeren Kolbenschiebers 24 eingefügt. Diesbezüglich kann sich die Schraubenfeder 2 7 beidseitig auf üblichen Beilagscheiben 31 abstützen.valve-piston rod 16 and 17, the piston rod becomes rigid when the associated lever 12 is pivoted or 13 shifted axially. However, further measures are required to prevent a blockage of a control valve 10 or 11 or its piston valve to prevent the entire control rod from being blocked. To this The purpose of each control valve 10 (Fig. 3, 4) and 11 (Fig. 5) is an axially displaceable in a control sleeve 23 Piston slide 24 in turn has a sleeve for an (auxiliary) control slide 26 or 26 ', to which the control valve piston rod 16 or 17 is coupled. The coupling between the inner control slide 26 or 26 'and the outer piston slide 24 is produced by a helical spring 27 arranged therein, which is supported in both control directions on the one hand on the control slide and on the other hand on the piston slide. For this the coil spring 27 is around one at the end of the control slide 26 or 26 "located plunger 28 and both between - the plunger limiting - stops 29 of the control slide as well as between stops 30 of the outer piston slide 24 are inserted. Regarding this The helical spring 27 can be supported on both sides on conventional washers 31.

Durch die vorbeschriebene kraftschlüssige Verbindung zwischen dem äußeren Kolbenschieber 24 und inneren Steuerschieber 26 bzw. 26' wird erreicht, daß letzterer beispielsweise bei einer Blockierung des Kolbenschiebers durch einen Span 32 o« dgl. (Fig. 4) gegenüber dem Kolbenschieber verschiebbar ist. Hieraus folgt, daß bei einer Blockie-Due to the force-fit connection described above between the outer piston slide 24 and the inner control slide 26 or 26 'is achieved that the latter, for example when the piston slide is blocked by a chip 32 or the like (FIG. 4) with respect to the piston slide is movable. It follows from this that in the event of a blocking

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rung eines Kolbenschiebers 24 der Steuerventile 10 odertion of a piston valve 24 of the control valves 10 or

bleibt das Steuergestänge verstellbar/bzw. dessen Hebel 12 und weiterhin verschwenkbar sind. Die gegen die jeweiligen Steuerkräfte wirkende Schraubenfeder 27 des betreffenden blockierten Steuerventils (z. 3. Fig. 4) gestattet dann eine axiale Verschiebung des Steuerschiebers (26) durch die daran angelenkte Steuerventil-Kolbenstange (16), und zwar in jeder Steuerrichtung. Selbstverständlich wird diese Verschiebung nur bei Überschreitung der normalen Steuerkräfte möglich sein und jeweils nur die Schraubenfeder 27 des blockierten Kolbenschiebers 24 (z. B. Fig. 4) zur VJirkung kommen. Bei der vorbeschriebenen Ausbildung der Steuerventile 10 und 11 sind somit im Falle einer Blockierung eines Kolbenschiebers 24 nur größere Steuerkräfte aufzubringen, um jenen zu "überdrucken". Dabei ist die kraftschlüssige Verbindung (Schraubenfeder 27) im jeweiligen Steuerventil 10 und 11 derart integriert, daß sie nur bei einer - ggf. auch mittels einer besonderen Vorrichtung simulierten - Blockierung des Kolbenschiebers als eine die Steuerkräfte begrenzende Verbindung zur Wirkung kommt. In diesem Zusammenhang sei noch vermerkt, daß die in den Fig„ 3 bis 5 an der Steuerventil-Kolbenstange 16 bzw. 17 befindlichen Anschläge 33 in Verbindung mit einem stationären Anschlag 34 in üblicher Weise zur Hubbegrenzung vorgesehen sind.the control linkage remains adjustable / or. its lever 12 and are still pivotable. The coil spring 27 acting against the respective control forces of the respective blocked control valve (z. 3. Fig. 4) then allows an axial displacement of the control slide (26) the control valve piston rod (16) linked to it, in each control direction. Of course it will this shift will only be possible if the normal control forces are exceeded and only the helical spring in each case 27 of the blocked piston slide 24 (e.g. FIG. 4) come into effect. With the training described above the control valves 10 and 11 are thus only greater control forces in the event of a piston slide 24 being blocked to apply in order to "overprint" them. The non-positive connection (helical spring 27) is in the respective Control valve 10 and 11 are integrated in such a way that they can only be used with one - possibly also by means of a special device simulated - blocking of the piston valve as a connection to the control forces limiting the Effect comes. In this connection it should also be noted that the stops 33 located on the control valve piston rod 16 and 17 in FIGS. 3 to 5 are in connection are provided with a stationary stop 34 in the usual way to limit the stroke.

Um bei einer Blockierung des Steuerventils 10 des Haupt-Servomotors 2 eine automatische Umschaltung auf den zweiren (Hilfs—)Servomotor 3 bzw, dessen Steuerventil 11 in der Weise zu erreichen, daß letzterer hydraulisch aktivTo in case of a blockage of the control valve 10 of the main servomotor 2 an automatic switchover to the second (Auxiliary) servomotor 3 or, to achieve its control valve 11 in such a way that the latter is hydraulically active

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und der gestörte Haupt-Servomotor hydraulisch passiv bzw. drucklos wird, ist gemäß Fig. 1 ein Differentialzylinder 35 vorgesehen. Dieser wird auf der Kolbenseite 36 über eine Leitung 37 vom Versorgungsdruck des Haupt-Servomo-and the disturbed main servomotor becomes hydraulically passive or depressurized, is a differential cylinder according to FIG. 1 35 provided. This is on the piston side 36 via a line 37 from the supply pressure of the main servomotor

tors 2 und auf der Kolbenstangenseite 38 (Ringraurn 39) über eine Leitung 40 vom Versorgungsdruck des HilfsServomotors 3 beaufschlagt. Dabei steht die Kolbenstange 41 des Differentialzylinders 35 über einen Winkelhebel 42 mit einem Absperrorgan 43 im Wirkungseingriff, welches in eine den Hilfs-Servomotor 3 mit seiner Druckquelle 9 verbindende Leitung 44 eingeschaltet ist. Es ist ersichtlich, daß dieses Absperrorgan 43 keinen Einfluß auf die Beaufschlagung des Ringraumes 39 mit dem Versorgungsdruck des letztgenannten Servomotors 3 hat. Schließlich ist noch in eine das Steuerventil 10 des Haupt-Servomotors 2 mit seiner Druckquelle 8 verbindende Leitung 45 ein Absperrorgan 46 eingeschaltet, welches über ein Gestänge 47 mit dem ersten Absperrorgan 43 gekoppelt ist.tors 2 and on the piston rod side 38 (ring space 39) via a line 40 from the supply pressure of the auxiliary servo motor 3 applied. The piston rod 41 of the differential cylinder 35 is above an angle lever 42 with a shut-off element 43 in operative engagement, which into a line 44 connecting the auxiliary servomotor 3 to its pressure source 9. It can be seen that this shut-off element 43 has no effect on the application of the annular space 39 with the supply pressure of the latter servomotor 3 has. Finally, the control valve 10 of the main servo motor 2 is also included its pressure source 8 connecting line 45 a shut-off device 46 switched on, which is coupled to the first shut-off element 43 via a linkage 47.

Von den beiden mechanisch gekoppelten Absperrorganen 43 und 46, z» B. Kolbenschieberventile, ist immer nur eines durchlässig, während das andere sperrt. Wenn also z. B. das zweite Absperrorgan 46 geöffnet und damit der Haupt-Servomotor 2 hydraulisch aktiv ist, dann ist die Druckmittelzuleitung zum Hilfs-Servomotor 3 bzw. zu dessen Steuerventil 11 über das erste Absperrorgan 43 gesperrt. Zugleich ist über die Leitung 37 gesichert, daß der Kolben 48 des Differentialzylinders 35 vom Versorgungsdruck des Haupt-Servomotors 2 beaufschlagt und sich somit in einer eindeutigen Anschlagstellung befindet. Der Kolben 48 hat die in Fig. 1 dargestellte ausgefahrene Stellung. Bei gleich großen Versor-Of the two mechanically coupled shut-off devices 43 and 46, e.g. piston slide valves, only one is ever permeable, while the other locks. So if z. B. the second shut-off element 46 is opened and thus the main servomotor 2 is hydraulically active, then the pressure medium supply line to the auxiliary servomotor 3 or to its control valve 11 is via the first shut-off element 43 is blocked. At the same time it is ensured via the line 37 that the piston 48 of the differential cylinder 35 acted upon by the supply pressure of the main servo motor 2 and is thus in a clear stop position is located. The piston 48 is in the extended position shown in FIG. With the same size supply

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gungsdrücken ist nämlich die auf dessen größere Kolbenfläche vom Versorgungsdruck: des Haupt-Servomotors 2 ausgeübte Kraft (Leitung 37) wesentlich größer als die auf dessen kleinere Ringfläche vom Versorgungsdruck des Hilfs-Servomotors 3 ausgeübte Kraft (Leitung 40). In dieser Stellung hält auch der Kolben 48 des Differentialzylinders über den Winkelhebel 41 das erste Absperrorgan 43 geschlossen. supply pressure is namely that exerted on its larger piston area by the supply pressure: of the main servo motor 2 Force (line 37) much greater than that on its smaller annular surface from the supply pressure of the auxiliary servo motor 3 force exerted (line 40). The piston 48 of the differential cylinder also holds in this position The first shut-off element 43 is closed via the angle lever 41.

Im Falle einer Blockierung des Kolbenschiebers 24 beim Steuerventil 10 des Haupt-Servmomotors 2 wird dort gemäß Fig. 4 infolge der aus der Blockierung resultierenden Verschiebung des Steuerschiebers 26 ein Durchlaß 49 zwischen einem Druckmittelzulauf 50 und -rücklauf 51 der Steuerhülse 23 hergestellt. An den Druckmittelzulauf 50 ist die nur in Fig, 1 dargestellte (Versorgungs-)Leitung 45 und an den Druckmittelrücklauf 51 eine auch nur in Fig. 1 dargestellte Leitung 52 zur Rückführung des Druckmittels in die Drückquelle 8 des Haupt-Servomotors angeschlossen. Der vorgenannte Durchlaß 49 ist von solchem Querschnitt, daß die Druckmittelableitung aus dem Steuerventil 10 zumindest einen Versorgungsdruckabfall sowohl im Steuerventil als auch auf der Kolbenseite 36 des Differentialzylinders 35 bewirkt. Hierdurch wird einerseits der Haupt-Servomotor 2 hydraulisch passiv. Andererseits wird der Kolben 48 des Differentialzylinders 35 automatisch eingefahren, d. h. er nimmt infolge des nunmehr höheren Versorgungsdruckes auf der Kolbenstangenseite die zweite Anschlagstellung ein. Demzufolge wird über den Winkelhebel 42 das erste Absperrorgan 43 geöffnet undIn the event of a blockage of the piston slide 24 at the control valve 10 of the main servomotor 2, there is shown in accordance with FIG 4 shows a passage 49 as a result of the displacement of the control slide 26 resulting from the blocking between a pressure medium inlet 50 and return 51 of the control sleeve 23. To the pressure medium inlet 50 is the only shown in Fig, 1 (supply) line 45 and to the pressure medium return 51 also only one Line 52 shown in Fig. 1 for returning the pressure medium to the pressure source 8 of the main servomotor connected. The aforementioned passage 49 is of such a cross section that the pressure medium discharge from the control valve 10 at least one supply pressure drop both in the control valve and on the piston side 36 of the Differential cylinder 35 causes. This is on the one hand the main servo motor 2 hydraulically passive. On the other hand, the piston 48 of the differential cylinder 35 becomes automatic retracted, d. H. it increases due to the now higher supply pressure on the piston rod side the second stop position. Accordingly, the first shut-off element 43 is opened and via the angle lever 42

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gleichzeitig über das Gestänge 47 das zweite Absperrorgan 46 geschlossen. Der Hilfs-Servomotor 3 ist somit hydraulisch aktiv, während der Haupt-Servomotor 2 drucklos ist. Durch die Schließung des zweiten Absperrorgans 46 wird verhindert, daß der nicht dargestellte Arbeitskolben des Haupt-Servomotors 2, dessen Arbeitszylinder einerseits an eine Bohrung 53 und andererseits an eine Bohrung 54 der Steuerhülse 23 angeschlossen ist, in eine sogenannte Hart-Lage kommt.at the same time the second shut-off element 46 is closed via the linkage 47. The auxiliary servo motor 3 is thus hydraulic active while the main servomotor 2 is depressurized. By closing the second shut-off element 46 prevents the working piston, not shown, of the main servo motor 2, its working cylinder on the one hand is connected to a bore 53 and on the other hand to a bore 54 of the control sleeve 23, in a so-called Hard situation is coming.

Demnach übernimmt der Hilfs-Servomotor 3, dessen Steuerventil 11 (bzw. Kolbenschieber 24) ständig die gleiche Stellung wie dasjenige des Haupt-Servomotors 2 aufweist, bei einer Blockierung dieses Steuerventils 10 automatisch die Antriebsfunktion. Hierbei kann man eine Blockierung des ebenfalls nicht dargestellten Arbeitskolbens des im Betrieb befindlichen Hilfs-Servomotors 3 durch denjenigen des Haupt-Servomotors 2 in üblicher Weise mittels einer Bypass-Einrichtung (Umgehungsventil) verhindern, welche druckabhängig wirkt und entsprechend bei dem vorgenannten Versorgungsdruckabfall bzw. der Versorgungsdruckabschaltung einen freien Durchgang für das im zugeordneten Arbeitszylinder befindliche Druckmittel zwischen seinen Kammern herstellt. Entsprechendes gilt für den HilfsServomotor 3, wenn dieser drucklos und der Haupt-Servomotor 2 hydraulisch aktiv geschaltet ist. Das Steuerventil 11 des Hilfs-Servomotors 3 weist gegenüber demjenigen gemäß Fig. 3 und 4 lediglich den Unterschied auf, daß kein Durchlaß zwischen dem Druckmittel zulauf 50 und -rücklauf 51 herstellbar und somit letzterer funktionslos ist. Die beiden Steuerventile 10 und 11 unterscheiden sich also im wesentlichen nur durch die Form derAccordingly, the auxiliary servomotor 3 takes over its control valve 11 (or piston valve 24) always has the same position as that of the main servo motor 2, when this control valve 10 is blocked, the drive function is automatically activated. This can be a blockage of the working piston, also not shown, of the auxiliary servo motor 3 in operation by that one of the main servo motor 2 in the usual way by means of a Prevent bypass device (bypass valve), which acts as a function of pressure and accordingly in the case of the aforementioned Supply pressure drop or the supply pressure shutdown a free passage for the associated Working cylinder produces pressure medium located between its chambers. The same applies to the auxiliary servo motor 3, when this is depressurized and the main servomotor 2 is hydraulically activated. The control valve 11 of the auxiliary servomotor 3 has only the difference compared to that according to FIGS. 3 and 4, that no passage between the pressure medium inlet 50 and -return 51 can be produced and thus the latter is inoperative. The two control valves 10 and 11 differ essentially only through the shape of the

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Steuerschieber 26 bzw. 26'.Control slide 26 or 26 '.

Selbstverständlich wird bei Ausfall des Vorsorgungsdrukkes des Haupt-Servomotors 2 beispielsweise infolge des Ausfalls seines Energiekreises der Hilfs-Servomotor 3 ebenfalls automatisch hydraulisch aktiv geschaltet, da dann wiederum der Druck auf der größeren Kolbenfläche des Differentialzylinders 35 fehlt und der infolgedessen in seine zweite (nicht dargestellte) Anschlagstellung übergehende Kolben 48 über die Kolbenstange 41 sowie den Winkelhebel 42 das erste Absperrorgan 43 durchlässig schaltet.Of course, if the supply pressure of the main servo motor 2 fails, for example as a result of the Failure of its energy circuit of the auxiliary servo motor 3 also automatically activated hydraulically, because then again the pressure on the larger piston area of the differential cylinder 35 is missing and consequently in its second (not shown) stop position Pistons 48 passing over via the piston rod 41 and the angle lever 42 allow the first shut-off element 43 to pass through switches.

Die beschriebene Anordnung ist natürlich für einen doppelhydraulisdhen Antrieb mit zwei "einfachen" Servomotoren nicht bindend. Anstelle dieser Servomotoren können auch solche Verwendung finden, bei denen beispielsweise drei gleichartige Arbeitszylinder parallel angeordnet und mit einem gemeinsamen Ventilblock versehen sind» Derartige Stellmotoren werden z. B. zur Steuerung der Rotorblätter von Drehflügelflugzeugen verwendet.The arrangement described is of course for a double hydraulic drive with two "simple" servomotors not binding. Instead of these servomotors, it is also possible to use those in which, for example three similar working cylinders arranged in parallel and provided with a common valve block are »Such servomotors are z. B. to control the rotor blades of rotary wing aircraft used.

Patentansprüche -Claims -

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Claims

Messerschmitt-Bölkow-Blohm Ottobrunn, October 14, 1974

Society with BT 012 Hb / th

limited liability, 7756 Munich

Claims

Double hydraulic actuator with at least two mechanically coupled servomotors, in which the piston rods of the control valves, which a switch teinrichtung is assigned, or the piston rods control signals transmitting members also are mechanically coupled, the switching device optionally either one or the other Servomotor activates hydraulically, characterized in that each control valve (10; 11) in a control sleeve (23) axially displaceable piston slide (24) in turn a sleeve for is at least one (auxiliary) control slide (26; 26 ') which can be axially displaced therein, the coupling thereof with the control valve piston rod (16; 17) via the inner control slide so / ie between this and the outer one Piston valve a non-positive connection that limits the control forces is established.

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2. Actuator according to claim 1 with a switching device essentially consisting of a switching element in the form a differential cylinder, which is on the piston side from the supply pressure of the first servo motor and on the piston rod side (Annular space) is acted upon by the supply pressure of the second servomotor, the piston rod of the differential cylinder with one, depending on the piston position, the pressure medium supply line to the second Servomotor preventing or releasing shut-off device is in operative engagement, which with a pressure medium supply line is coupled to the first servomotor releasing or preventing the second shut-off device, thereby characterized in that the pressure medium supply line to the piston side (36) of the differential cylinder (35) directly from a supply line (45) assigned to the control valve (10) of the first servomotor (2).

3. Actuator according to claims 1 and 2, characterized in that, upon displacement of the inner control slide (26) opposite the outer piston slide (24), in the control valve (10) of the first Servo motor (2) between a pressure medium inlet (50) and return (51) a passage (49) of such a cross section can be produced, which is a pressure medium discharge from the control valve in the sense of at least a supply pressure drop in the control valve and on the piston side (36) of the differential cylinder (35).

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Actuator according to Claim 1, characterized in that the non-positive connection
between the control and piston spool (26, 26 'or 24) via a spring element arranged in the outer piston slide, in particular a helical spring (27), which is supported in both control directions on the one hand at the control slide and on the other hand on the piston slide.

Actuating drive according to claim 4, characterized in that the helical spring (27) around one arranged at the free end of the control slide (26; 26 ') located plunger (28) and both between - the plunger limiting - stops (29) of the control slide and between stops (30) of the outer piston slide (24) is inserted.

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